题目内容

由Fe、CuO、C、Al组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):

(1)反应1中的化学方程式是:
 

(2)反应2中的离子方程式是:
 

(3)当溶液B变成溶液C时双氧水变成了水,请完成该反应的离子方程式(配平的化学计量数写在方框内,若计量数为“1”也要写出来).
□Fe2++□H2O2+□H+=□Fe3++□H2O,此该反应的还原剂为
 

(4)已知固体B与浓硫酸共热可以产生两种气体,若反应后硫酸变成SO2,则1.5mol硫酸完全反应转移的电子数为
 
mol.
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题:化学实验基本操作
分析:由Fe、CuO、C、Al组成的混合粉末加入过量氢氧化钠溶液过滤得到固体A为C、Fe、CuO,溶液A为NaAlO2,固体A加入过量稀硫酸过滤得到固体B为C,滤液B为FeSO4,CuSO4,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子;
(1)反应1是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气;
(2)反应2为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水;
(3)当溶液B变成溶液C时双氧水变成了水,是过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子;
(4)固体B为C,C和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,结合化学方程式定量关系计算电子转移;
解答: 解:由Fe、CuO、C、Al组成的混合粉末加入过量氢氧化钠溶液过滤得到固体A为C、Fe、CuO,溶液A为NaAlO2,固体A加入过量稀硫酸过滤得到固体B为C,滤液B为FeSO4,CuSO4,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子;
(1)反应1是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
故答案为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(2)反应2为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的离子方程式为:
CuO+2H+=Cu2++H2O;
故答案为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,CuO+2H+=Cu2++H2O;
(3)当溶液B变成溶液C时双氧水变成了水,是过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,结合电子守恒、原子守恒配平得到,反应的离子方程式为:2Fe2++1H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,依据氧化还原反应中元素化合价变化,化合价升高的做还原剂,还原剂为Fe2+
故答案为:2Fe2++1H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;Fe2+
(4)固体B为C,C和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,C+2H2SO4
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O,结合化学方程式定量关系计算电子转移,2mol硫酸反应电子转移4mol,所以1.5mol硫酸反应电子转移3mol;
故答案为:3.
点评:本题考查了物质分离提纯的实验过程分析,物质性质的理解应用.化学方程式和离子方程式书写,掌握基础是关键,题目较简单.
练习册系列答案
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含铬废水主要含Cr2O72-,目前处理方法有沉淀法、铁氧体法、电解法等.一种改进的铁氧体法(GT-铁氧体法)原理是:在废水中加入Fe3+,然后将含Fe3+的部分废水通过装有铁屑的反应塔充分反应后,再与其余原废水在强酸性混合反应池中混合足够长时间后,在常温下加碱,数分钟后即生成黑棕色的铁氧体.GT-铁氧体法除铬的部分化学反应方程式如下:
Fe2++2Fe3++8OH-→FeO.Fe2O3+4H2O;
FeO.Fe2O3+Cr3+→Fe3+{Fe2+.Fe3+1-x.Cr3+x}O4,0<x≤1(未配平).
GT-铁氧体法流程如图1所示.

试回答下列问题
(1)上述流程中Cr2O72-与Fe2+只在强酸性的“混合反应池”中反应,其离子方程式为:
 

(2)形成铁氧体的关键是要保证混合反应池中加碱前Fe3+与Fe2+的比值为2:1,这样出水质量和反应生成的铁氧体沉淀效果都较好.经检测某次实验选用的废水中Cr2O72-的浓度为cmol/L,加入一定量FeCl3后,使溶液中铁与铬的物质的量之比为20:1,则GT-铁氧体法中进入还原塔(铁屑)的废水约为总废水量的
 
(选填序号).
a.5%~10%    b.10%~20%     c. 25%~40%
(3)GT-铁氧体法中开始时要检测废水中Cr2O72-的浓度,其目的是:
 

(4)铁氧体形成条件中溶液的pH值也很重要,废液中铬残留量与pH的关系如图2所示.如果pH值控制不当,形成的铁氧体结构就不紧密,这样处理液达不到国家排放标准(铬残留量小于0.5mg/L),你认为沉淀池中pH控制最好为:
 

(5)处理含铬的酸性废水也可用电解法:先在废水中加入一定量的食盐,然后用石墨和铁电极电解,最终形成沉淀法除去.电解时阳极的电极反应式为:
 

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